Nauwkeurigheid van Markerless Motion Capture-evaluatie bij de ziekte van Parkinson na DBS

Methodologie. Patiënten. Zes patiënten met de ziekte van Parkinson, gediagnosticeerd in overeenstemming met de Britse Parkinson's Disease Society Brain Bank Clinical Diagnostic Criteria door een gecertificeerde neuroloog en specialist in bewegingsstoornissen, werden geïncludeerd. Dit is een pilotstudie en de steekproefomvang is gekozen op basis van gemak, toegankelijkheid en nabijheid van de onderzoekers. De studie werd goedgekeurd door de institutionele onderzoeksraad van de onderzoeker en de patiënten en controles gaven schriftelijke toestemming. In de maanden voorafgaand aan de test werden de PD-patiënten klinisch beoordeeld door dezelfde arts volgens de Unified Parkinson Disease Rating Scale sectie III of motorische sectie (UPDRS-III).

Instrument. Er zijn eigenlijk veel markerloze motion capture-systemen op de markt, met een breed scala aan prijzen en een breed scala aan betrouwbaarheid. Het is echter bewezen dat het DARI-systeem om verschillende redenen een van de beste is. Dit systeem vereist een snelle kalibratie aan het begin van elke dag die de technicus in minder dan 10 minuten kan voltooien. Het hoeft pas de volgende dag te worden herhaald, ongeacht hoeveel patiënten er worden geëvalueerd. Het systeem is afhankelijk van computergebaseerde software die het skelet of de avatar van de patiënt verwerft met behulp van achttien hogesnelheidscamera's (120 Hz) die in de kamer zijn geplaatst om gegevens over het hele lichaam te verzamelen en vrijwel onmiddellijk kinematische analyse levert met behulp van geavanceerde biomechanische algoritmen.

Ook gebruiken traditionele bewegingslaboratoria omslachtige op de vloer gemonteerde drukplaten om de door het lichaam gegenereerde krachten te meten. Deze vereisen frequente kalibratie en beperken de beweging van het onderwerp tot een beperkt gebied. Het kinetische opnamesysteem van DARI vereist geen krachtplaten en kan gewrichtskoppels, grondreactiekrachten en andere metingen meten zonder de natuurlijke beweging van het onderwerp te beperken.

Markerless 3D motion capture-evaluatie van kinematica bij de PD-patiënten en controles werd uitgevoerd in een rechthoekige kamer van 6 x 6 meter en 3 meter hoog. De zaal heeft een greenscreen op de vloer en achttien camera's zijn strategisch op de muren geplaatst, twaalf op 2,6 meter hoogte en zes op een lager niveau op 30 centimeter van de grond. De kamer heeft veel ruimte, waardoor bredere bewegingen kunnen worden geanalyseerd.

evaluaties. PD-patiënten werd gevraagd om 's ochtends aan te komen in donkere nauwsluitende kleding, hun laatste PD-medicatie over te slaan en met DBS in de uit-stand gedurende ten minste 180 minuten. Bij PD-patiënten werd eerst de UPDRS-III-evaluatie uitgevoerd. Vervolgens werden, om te beginnen met de markerloze lichaamsbewegingsevaluatie (BME), het gewicht en de lengte van patiënten en controlepersonen in het systeem ingevoerd om de locaties van gewrichtscentra te helpen vaststellen. Eenmaal in de groene kamer stonden de proefpersonen eerst met de voeten uit elkaar en de armen zijwaarts gestrekt, terwijl het systeem een ​​3D-silhouet van de vorm van elke deelnemer creëerde en een biometrisch skelet werd verkregen; dit duurde niet meer dan drie seconden. Voor de BME voerden alle proefpersonen 16 verschillende bewegingen uit. Deze reeks bewegingen is speciaal ontworpen om PD-patiënten te evalueren en bevat items die verband houden met drie belangrijke motorische symptomen bij deze ziekte: rigiditeit, bradykinesie en posturale instabiliteit; tremor is niet te beoordelen. Nadat de BME klaar was, werd aan PD-patiënten gevraagd om hun DBS op Aan te zetten en 30 minuten te wachten alvorens zowel UPDRS-III als BME te herhalen. Controles voerden alleen de BME uit, die niet langer dan 20 minuten duurde. PD-patiënten werden twee keer geëvalueerd (DBS-status aan en uit) met een wachttijd van 1 uur ertussen; hun evaluatie duurde in totaal ongeveer 1,5 uur. De gegevensbestanden werden geüpload naar het DARI Motion Platform, waar de biomechanische analyse kinematische resultaten voor het hele lichaam opleverde en ten slotte werden deze gegevens geëxporteerd naar Excel voor statistische analyse.

Analyse. Een gepaarde t-test werd gebruikt om de gemiddelde veranderingen in UPDRS-III tussen de aan- en uit-status te vergelijken. Gemiddelde verschillen tussen groepen werden geëvalueerd met ANOVA- of Kruskal-Wallis-tests, afhankelijk van de verdeling van de gegevens van elke onafhankelijke variabele. Post hoc analyses werden gemaakt voor paarsgewijze vergelijking in statistisch significante resultaten. Bivariate correlaties tussen evaluatiemodaliteiten werden onderzocht. Deze correlaties werden onderzocht in de status Aan en Uit tussen UPDRS-III- en BME-items. Om ze zo nauwkeurig mogelijk te kunnen vergelijken, werden de items op UPDRS-III en BME die vergelijkbaar waren gecorreleerd (bijv. stijfheid in de bovenste ledematen van UPDRS-III was gecorreleerd met schouderflexie, extensie, rotatie van BME). Een van de correlaties was de verplaatsing van de heup uit BME, die het evenwicht analyseert door de beweging van de heupen te meten wanneer patiënten gedurende 10 seconden staan ​​met de armen gestrekt naar de zijkanten en de ogen gesloten; dit was gecorreleerd met het postuurstabiliteitsitem van UPDRS-III, een quick pull, reactionaire interventietest waarbij de respons van de patiënt wordt gemeten. Omdat niet alle UPDRS-III-items meetbaar waren door DARI, waren zeven van de 18 gecorreleerd; alle BME-items waren echter gecorreleerd met de UPDRS-III globale score. IBM SPSS Statistics 21.0-software werd gebruikt voor gegevensanalyse. Een p-waarde van ≤0,05 werd beschouwd als een indicatie voor statistische significantie.